混凝土坍落度損失原因

混凝土坍落度損失原因《高性能混凝土試驗與檢測》課程

學(xué)習(xí)情境2:高性能混凝土拌合物性能檢測及配合比設(shè)計

主講人：高妮預(yù)拌混凝土坍損機(jī)理眾所周知由于預(yù)拌混凝土中加有減水劑，使得預(yù)拌混凝土單方用水量大幅度減少，而加減水劑與不加減水劑混凝土的水分蒸發(fā)量基本相近，所以摻高效減水劑中單位體積的水分蒸發(fā)率相對較大，使預(yù)拌混凝土的坍落度損失與現(xiàn)場攪拌混凝土相比要大的多。而預(yù)拌混凝土從開始攪拌到施工澆注之間有一個時間差，這個時間混凝土中的水泥水化、砂石潤濕需要水、而且混凝土在運(yùn)輸中氣泡不斷外溢，水分不斷蒸發(fā)，導(dǎo)致混凝土坍落度經(jīng)時損失值加大?；炷撂涠葥p失是指新拌混凝土的流動性隨時間的增長而逐漸減小的現(xiàn)象。坍損過大對混凝土造成的不利影響預(yù)拌混凝土坍損過大，會使混凝土水平方向的流動性變差、而且和易性和可泵性隨之變差。會造成混凝土泵送、澆注、成型困難。而且混凝土施工時不易振搗密實容易出現(xiàn)蜂窩麻面、空洞等質(zhì)量缺陷，影響結(jié)構(gòu)外觀質(zhì)量。1原材料

1.1水泥

(1)水泥的礦物成分及堿含量的影響在硅酸鹽水泥熟料中，C3A是水泥熟料中水化速度最快，水化熱最大的一種礦物，C3A對新拌漿體影響主要有兩方面：C3A有較好的保水性，另外C3A含量對水泥凝結(jié)時間有顯著影響，由于C3A水化較快，當(dāng)有足夠石膏存在時，能在較快時間內(nèi)生成一定數(shù)量水化產(chǎn)物，形成凝結(jié)構(gòu)（鈣釩石）。這一反應(yīng)一方面結(jié)合了大量的水，使新拌漿體失去流動性，特別是當(dāng)水泥中石膏含量較大時，水泥凝結(jié)加快?；炷撂畵p原因分析另一方面，由于鈣釩石為一種針狀晶體在外加劑作用下較難運(yùn)動，而且易于其他顆粒交叉搭接。因此對新拌混凝土坍損影響較大。一般情況下，水泥早期強(qiáng)度高，水泥中C3A含量就偏高，減水劑加入到水泥-水系統(tǒng)以后，首先吸附的是C3A，盡管有時做水泥與外加劑的凈漿流動度試驗合格，但坍損仍然很大。(2)在水泥熟料中堿含量越高，水泥水化越快，如果使用了堿含量高的水泥，就會造成混凝土坍落度損失加快。（3）水泥細(xì)度大造成需水量加大實驗證明水泥越細(xì)需水量越大，同等用水量情況下，混凝土坍損越明顯。水泥廠為提高水泥早期強(qiáng)度最簡單的方法就是增大水泥比表面積，提高水泥粉磨細(xì)度。目前進(jìn)場的水泥經(jīng)試驗細(xì)度由原來的3.2%提高到現(xiàn)在的0.4%，導(dǎo)致水化速度加快坍損加大。(4)水泥的溫度及新鮮程度由于水泥供不應(yīng)求，有的水泥廠水泥沒有圈養(yǎng)時間，剛出磨就拉到攪拌站使用，由于存放時間短水泥大量的正電荷削弱了高效減水劑的作用，而且水泥溫度高達(dá)80~90℃，造成了水泥需水量的增加。另一方面廠家為增加產(chǎn)量提高磨機(jī)效率，加入了助磨劑如三乙醇胺、石灰石等，造成了膠凝材料水化速度加快，混凝土坍損加大。(5)水泥與外加劑適應(yīng)性不好水泥與外加劑適應(yīng)性良好時，混凝土的外加劑摻量低、流動性好、工作性好、坍損小。而水泥與外加劑不適應(yīng)時，混凝土?xí)霈F(xiàn)初始流動性不滿足要求，15-20分鐘內(nèi)便會出現(xiàn)明顯坍損。1.2礦物摻合料

目前常用的礦物摻合料有粉煤灰、礦粉。礦物摻合料對新拌混凝土的坍損有三方面的影響：一是影響膠凝材料的水化速度、二是影響水泥漿體的保水性能、三是影響水泥漿體的粘度。摻合料對水有緩慢的吸附作用，緩慢吸附過程本身就是一個使液態(tài)水減少的過程。如燒失量高的粉煤灰含碳量高，未燃盡的碳（是有空隙的不規(guī)則的晶體，再融入混凝土中需要水分來填補(bǔ)空隙）具有較強(qiáng)的吸附性，但水分從顆粒表面到達(dá)碳表面需要一定的時間，因此可能表現(xiàn)出持續(xù)吸水現(xiàn)象，引起坍損。另外礦粉比表面積越大（大于450平方米每公斤)，需水量越大，同等用水量情況下會出現(xiàn)較大的坍損。

1.3砂石

(1)碎石中石粉含量過高碎石中石粉含量過高，會增加混凝土單方需水量，經(jīng)試驗石粉含量每增加2%，坍損增加10毫米。同等情況下，用水量若不增加，就會引起坍損。（2）針片狀含量高針片狀集料對混凝土的流動性及坍落度有著十分顯著的影響。針片狀含量越多，混凝土的流動性越差。在相同混凝土用水量時流動性也越小。針片狀集料對混凝土流動性的影響可以歸結(jié)為三個方面：1、含針片狀顆粒的集料一般孔隙率較大，使集料的堆積密度降低，比表面積增大。2、針片狀集料的比表面積大，必然增加與水泥漿體的接觸面積及表面的需水量。3、針片狀集料在新拌漿體的運(yùn)動阻力較大。在新拌漿體中由于針片狀集料相互支撐的作用，阻礙了其他集料顆粒的運(yùn)動，同時，常常受到其他集料顆粒的阻礙。(3)砂石含泥量、泥塊含量高砂石中含泥量、泥塊含量過高會吸附外加劑（羧酸外加劑更為明顯），造成坍損。

當(dāng)砂子含泥量小于3%時對新拌混凝土的坍損影響不明顯，但當(dāng)含泥量超過4%時，對新拌混凝土的坍損明顯增加。這是由于砂子含泥量高使集料比表面積增加，而且含泥中粘土類礦物還有較強(qiáng)的吸水性。因此當(dāng)混凝土用水量不變時含泥量的增加將使混凝土的坍損增加。

（4）砂子細(xì)

砂子較細(xì)（細(xì)度模數(shù)小于2.0）比表面積增大，相應(yīng)需水量提高，若用水量不變情況下，混凝土坍損相應(yīng)增加。

(5)夏季砂石溫度高夏季生產(chǎn)時，砂石的溫度高，使混凝土拌合物出機(jī)溫度高，水化速度加快，也容易造成混凝土出現(xiàn)坍損。1.4外加劑（1）外加劑影響混凝土的坍損主要體現(xiàn)在減水率低、保坍組份少的影響。因為外加劑減水率低，不能起到應(yīng)有減水效果，而保坍組分少，混凝土初始狀態(tài)又不能達(dá)到要求，經(jīng)過一段時間后，混凝土坍落度損失就會明顯加大。（2）外加劑組分發(fā)生變化儲存池中外加劑較少時，特別是萘系外加劑平均溫度低于10度時容易結(jié)晶，底部沉淀的硫酸鈉等早強(qiáng)成分如不及時攪勻也將導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)坍損。1.4配合比(1)水灰比的影響：混凝土水灰比大小對混凝土坍損能產(chǎn)生一定影響，一般來說，水灰比越小坍損越大。(2)砂率影響砂率對泵送混凝土的工作性有著雙重影響，首先在一定范圍內(nèi)，增大砂率能夠加強(qiáng)砂漿所引起的潤滑作用，從而提高泵送混凝土拌合物的和易性，但是，若砂率超過一定范圍，由于細(xì)集料總表面積增加，其表面所需的濕潤水增多，在一定用水量的條件下，砂漿會變得過粘，從而使泵送混凝土拌合物的流動性變差，坍損變大。因此在滿足泵送前提下，應(yīng)盡可能降低砂率。(3)配合比中外加劑摻量偏低用量不夠，外加劑的分散作用不能充分發(fā)揮，也會造成坍損。1.5環(huán)境溫濕度影響

(1)施工溫濕度夏季溫度高、濕度低、水分蒸發(fā)快。而大氣溫度越高混凝土出機(jī)溫度也高，水泥水化速度加快，水泥顆粒維持一定的動電電位時間越短，混凝土中游離水變?yōu)榻Y(jié)合水的比例就越大，所以新拌混凝土的溫度越高，坍損越快，經(jīng)試驗證明溫度每上升10度，坍落度損失增大10%到40%。

(2)混凝土攪拌時間過長會造成骨